KR20110076710A - 미스트 포집장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기계가공시와 같은 산업현장에서 발생하는 유수용성 미스트 및 수증기를 포집하기 위하여, 전후면에 흡입구와 공기배출구가 형성되고, 하부에 액체배출공이 형성된 외부원통과, 상기 외부원통의 내부에 상기 외부원통과 동심원 모양으로 설치된 내부원통과, 상기 내부원통의 전면에 설치된 임펠러와, 상기 임펠러의 후면부에 연결설치되고 내부원통의 내부에 설치되어 상기 임펠러를 구동하는 모터로 구성되되, 상기 내부원통의 원통외면에는 스크류프로펠러가 다수개 나선형으로 설치되며, 내부원통과 모터와의 사이에는 상기 내부원통과 동심원 모양으로 원통형의 안전필터가 설치된 산업용 유,수용성 연무제거장치에 있어서, 상기 내부원통의 전면은 개구되어 흡입구가 형성되고, 후면은 공기배출구가 형성되되, 상기 흡입구에는 원심분리기가 설치되며, 원심분리기의 주위에는 동심원상으로 다수 개의 싸이클론이 설치되어 흡입구를 통해 흡입된 유수용성 연무 중 유수용성 미스트 및 수증기가 원심분리기를 통해 먼저 걸러지며, 이후 다수 개의 싸이클론을 통과하며 걸러진 후, 싸이클론 상부에 형성된 공기통로를 통해 임펠러에 흡입되는 것을 특징으로 하는 미스트 포집장치로서, 현저한 포집효율을 가지며 무공해, 환경친화적인 뛰어난 효과가 있다.

미스트, 포집장치, 원심분리기, 싸이클론

Description

미스트 포집장치{omitted}

본 발명은 기계가공시와 같은 산업현장에서 발생하는 유수용성 미스트 및 수증기를 포집하기 위한 미스트 포집장치에 관한 것이다.

본 발명은 미스트 포집장치에 관한 것이다. 일반 산업에서 유.수용성 연무(MIST)가 공장내 또는 대기중으로 배출되는데 이것을 임펠러(IMPELLER), 스크류프로펠러(SCREW PROPELLER), 필터(FILTER) 등을 이용하여 원심력, 응집력, 흡착력 등의 물리적인 방법으로 유.수용성 연무를 공기와 액체(물 기름)로 분리하여 포집 제거하는 장치가 있으며, 일반적으로 공장이나 대기 중으로 유.수용성 연무가 배출되면 작업자의 건강이나 작업환경 대기공해 등의 문제가 발생하는 것을 개선하기 위해서 필터(FILTER)등을 이용한 연무제거장치를 이용하고 있다.

종래의 기술은 도 5에 의거 설명하면 임펠러의 회전으로 흡입구를 통과한 유.수용성 연무가 드럼으로 흡입후 드럼내면에 부착된 드럼필터를 통과하면서 유.수용성 연무의 미세입자를 큰입자로 만들어 1차로 연무가 공기와 액체로 필터링(FILTERING)된 연무가 외부원통 내부를 통하여 필터를 통과하면서 유.수용성 연무가 포집액체와 공기로 분리되어 공기는 공기배출구를 통하여 배출되고 포집액체는 액체배출구를 통하여 배출하는 유.수용성 연무제거장치가 있으며, 이와 같은 종래의 기술은 드럼필터와 필터로 유.수용성 연무를 공기와 포집액체로 분리할때 나타나는 문제점은 첫째 유.수용성 연무가 드럼필터 및 필터를 통과하면서 필터의 구멍이 막히는 눈메꿈 현상으로 필터의 기능저하로 유.수용성 연무의 제거기능이 저하되며 둘째 드럼필터의 눈메꿈으로 필터의 교환주기가 단축되어 필터의 소모량이 많아서 유지관리비가 높으며 셋째 기계의 가동을 저하 및 폐필터의 폐품처리 등의 환경문제가 발생되고 있다. 이를 개선하여 본인이 기출원한 포집장치는 앞에서 설명한 문제점을 해소하기 위하여 유.수용성 연무를 공기와 포집액체로 분리하는데 있어서 필터(FILTER)로 분리하는 방법보다는 스크류프로펠러(SCREW PROPELLER) 방법의 스크류프로펠러의 나선형 스크류프로펠러와 스크류프로펠러 사이의 홈(공간)을 따라 고속 회전진행으로 유.수용성 연무가 통과하면서 자연적인 물리적 성질 즉 원심력, 응집력, 부착력 등의 성질을 이용하여 유.수용성 연무가 외부원통 내면에 충돌하고 부딪치면서 수회 반복 회전 진행하면서 유.수용성 연무의 미세입자가 큰입자로 만들어 지면서 유.수용성 연무가 공기와 포집액체로 분리된다. 대부분 포집액체로 분리된 후의 공기가 안전필터(SAFTY FILTER)를 통과하면서 조금 남은 유.수용성 연무 성분은 공기와 포집액체로 분리되어 공기는 공기배출구를 통하여 대기중으로 배출되고 포집액체는 액체배출구를 통하여 배출된다. 즉, 전후면에 흡입구와 공기배출구가 형성되고, 하부에 액체배출공이 형성된 외부원통과, 상기 외부원통의 내부에 상기 외부원통과 동심원 모양으로 설치된 내부원통과, 상기 내부원통의 전면에 설치된 임펠러와, 상기 임펠러의 후면부에 연결설치되고 내부원통의 내부에 설치되어 상기 임펠러를 구동하는 모터로 구성되되, 상기 내부원통의 원통외면에는 스크류프로펠러가 다수개 나선형으로 설치되며, 내부원통과 모터와의 사이에는 상기 내부원통과 동심원 모양으로 원통형의 안전필터가 설치된 산업용 유,수용성 연무제거장치이다.

유.수용성 연무 분리제거 과정을 좀더 세밀히 설명하면 모터의 작동으로 연무흡입부(A)인 임펠러가 회전하면서 흡입구를 통하여 유.수용성연무가 흡입되어 임펠러를 통과한후 연무분리부(B)로 흡입된다. 흡입된 유.수용성연무가 연무분리부(B)의 외부원통, 내부원통, 스크류프로펠러, 안전필터를 통과하면서 포집액체와 공기로 분리된다.

이때 유.수용성연무가 포집액체와 공기로 분리되는 원리는 임펠러의 회전으로 외부원통과 내부원통 그리고 나선형 스크류프로펠러 사이의 나선형 공간을 따라 유.수용성연무가 수회 반복 고속 회전하면서 필터 방향으로 진행하는데 이것은 원심력, 응집력, 부착력 등의 액상연무인 유.수용성연무의 고유한 물리적 성질을 이용하여 자연스럽게 유.수용성연무를 포집액체와 공기로 각각 분리시키는 것으로 이것을 도 3의 도면에서 유.수용성연무가 A점 기준에서 가 방향으로 회전진행할 때 공기는 가 방향으로 회전하면서 진행하지만 유.수용성연무와 물기름의 입자는 원심력에 의해서 외부원통의 내면나 지점에 부딪쳐 충돌하면서 응집력, 부착력에 의하여 큰 입자로 분리되고 포집된 포집액체는 외부원통 내면을 따라 액체배출구를 통하여 배출된다.

다시 도 1의 도면에서 스크류프로펠러의 나선형 홈을 따라 통과하면서 유.수 용성연무가 포집액체와 공기로 분리된 연무가 안전필터를 통과하면서 공기속에 포함된 액체(液體)성 연무(안개) 성분 잔액은 공기와 포집액체로 완전분리된다.

분리된 공기는 공기배출구를 통과하여 대기중으로 배출되고 포집액체는 액체배출구를 통하여 배출되면 포집액체를 받아서 재사용 또는 후처리한다.

앞에서 상세하게 설명한 바와 같이 상기의 기출원 발명은 나선형 스크류프로펠러(SCREW PROPELLER) 및 필터(FILTER)를 이용하여 유.수용성연무를 포집액체와 공기로 완벽하게 분리제거 함으로서 작업자의 작업환경 및 대기환경 등의 개선을 가져올 수 있고, 또한 나선형 스크류 프로펠러 장치와 액상연무를 원심력 응집력 부착력의 물리적 성질을 자연스럽게 이용하여 유.수용성연무를 공기와 액체로 분리하여 제거함으로서 필터(FILTER)를 거의 사용하지 않음으로 필터의 교환에 따른 비용과 시간을 줄일 수 있으며 스크류프로펠러 방식을 이용하면 필터의 교환이 거의 없음으로 반영구적인 수명을 유지 할 수 있다.

유 .수용성 연무(MIST) 제거장치는 연무흡입부(A), 연무분리부(B), 공기배출부(C), 액체배출부(D)로 구성되어 있으며, 연무흡입부(A)는 임펠러(IMPELLER)의 회전으로 연무가 흡입되는 단계이며, 연무분리부(B)는 나선형 스큐류프로펠러(SCREWPROPELLER)의 나선형 홈(공간)을 따라 연무가 고속으로 회전진행 하면서 유수용성 연무(MIST)를 원심력 응집력 부착력 등의 물리적인 유체공학적 방법을 이용하여 자연스럽게 연무와 공기를 분리시키고 필터(FILTER)로 조금남은 잔액의 연무를 필터링(FILTERING)하여 연무를 공기와 액체로 완전히 분리하는 단계, 공기배출부(C)는 공기배출구를 통하여 분리된 공기가 배출되는 단계이며, 액체배출부(D)는 유.수용성 연무에서 공기와 액체로 분리되어 포집된 액체를 배출하는 단계로 이루어진 것에 특징이 있는 스큐류 프로펠러(SCREW PROPELLER) 방식이 부착된 유.수용성 연무 제거장치이다.

그러나 상기 종래기술인 나선형 스큐류 프로펠러(SCREW PROPELLER)만에 의해서는 연무와 공기를 100％ 완전히 분리시키는 것이 어려운 상황이었다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 원심분리기 및 싸이클론을 설치하여 분리효율을 현저하게 높이고자 하는 것에 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 기계가공시와 같은 산업현장에서 발생하는 유수용성 미스트 및 수증기를 포집하기 위하여, 전후면에 흡입구(1)와 공기배출구(8)가 형성되고, 하부에 액체배출공이 형성된 외부원통(5)과, 상기 외부원통(5)의 내부에 상기 외부원통(5)과 동심원 모양으로 설치된 내부원통(3)과, 상기 내부원통(3)의 전면에 설치된 임펠러(2)와, 상기 임펠러(2)의 후면부에 연결설치되고 내부원통(3)의 내부에 설치되어 상기 임펠러(2)를 구동하는 모터(7)로 구성되되, 상기 내부원통(3)의 원통외면에는 스크류프로펠러(4)가 다수개 나선형으로 설치되며, 내부원통(3)과 모터(7)와의 사이에는 상기 내부원통(3)과 동심원 모양으로 원통형의 안전필터(6)가 설치된 산업용 유,수용성 연무제거장치에 있 어서, 상기 내부원통(3)의 전면은 개구되어 흡입구(1)가 형성되고, 후면은 공기배출구(8)가 형성되되, 상기 흡입구(1)에는 원심분리기(39)가 설치되며, 원심분리기(39)의 주위에는 동심원상으로 다수 개의 싸이클론(40)이 설치되어 흡입구(1)를 통해 흡입된 유수용성 연무 중 유수용성 미스트 및 수증기가 원심분리기(39)를 통해 먼저 걸러지며, 이후 다수 개의 싸이클론(40)을 통과하며 걸러진 후, 싸이클론(40) 상부에 형성된 공기통로를 통해 임펠러(7)에 흡입되는 것을 특징으로 하는 미스트 포집장치이다.

따라서, 본 발명은 미스트포집장치에 원심분리기와 싸이클론을 설치함으로써 유수용성 미스트 및 수증기를 효율적으로 포집할 수 있는 현저한 효과가 있다.

본 발명은 미스트포집장치에 관한 것으로, 기계가공시와 같은 산업현장에서 발생하는 유수용성 미스트 및 수증기를 포집하기 위하여, 전후면에 흡입구(1)와 공기배출구(8)가 형성되고, 하부에 액체배출공이 형성된 외부원통(5)과, 상기 외부원통(5)의 내부에 상기 외부원통(5)과 동심원 모양으로 설치된 내부원통(3)과, 상기 내부원통(3)의 전면에 설치된 임펠러(2)와, 상기 임펠러(2)의 후면부에 연결설치되고 내부원통(3)의 내부에 설치되어 상기 임펠러(2)를 구동하는 모터(7)로 구성되되, 상기 내부원통(3)의 원통외면에는 스크류프로펠러(4)가 다수개 나선형으로 설치되며, 내부원통(3)과 모터(7)와의 사이에는 상기 내부원통(3)과 동심원 모양으로 원통형의 안전필터(6)가 설치된 산업용 유,수용성 연무제거장치에 있어서, 상기 내 부원통(3)의 전면은 개구되어 흡입구(1)가 형성되고, 후면은 공기배출구(8)가 형성되되, 상기 흡입구(1)에는 원심분리기(39)가 설치되며, 원심분리기(39)의 주위에는 동심원상으로 다수 개의 싸이클론(40)이 설치되어 흡입구(1)를 통해 흡입된 유수용성 연무 중 유수용성 미스트 및 수증기가 원심분리기(39)를 통과하며 먼저 걸러지며, 이후 다수 개의 싸이클론(40)을 통과하며 걸러진 후 싸이클론(40) 상부에 형성된 공기통로를 통해 임펠러(7)에 흡입되는 것을 특징으로 하는 미스트 포집장치이다.

이하 본 발명을 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 미스트포집장치의 일부단면 사시도이며, 도 2는 종래의 미스트포집장치의 전단면도이며, 도 3은 도2의 가-가 단면도이며, 도 4는 종래의 미스트포집장치의 반단면 사시도이며, 도 5는 종래의 미스트포집장치의 또다른 형태의 단면도이며, 도 6은 본 발명의 원심분리기 및 싸이클론이 설치된 미스트포집장치의 도면이며, 도 7은 도 6의 A-A 단면도이며,도 8은 도 6의 B-B 단면도이며, 도 9는 본 발명의 원심분리기 및 싸이클론이 설치된 미스트포집장치의 기능을 나타낸 설명도이다.

본 발명에 설치되는 싸이클론은 가격면에서 경제적이며, 구조가 간단하며, 유지보수가 따로 필요 없으며, 고온에서 운전이 가능한 장점이 있다.

유, 수용성연무 속 유수용성 미스트 및 수증기는 선회류속에서 원심력을 얻게 되고, 원심력과 관성력에 의해 아래로 이동하고, 싸이클론 내벽에 충돌하여 하부로 미끄러져 떨어지게 된다. 싸이클론 하단부에선 안쪽에 역류하여 상승하는 연 무의 흐름이 발생한다.

싸이클론은 내부로 흡입된 유, 수용성연무가 몸체의 내주벽을 타고 접선방향으로 회전운동을 하면서 원추부의 내주벽을 따라 나선상으로 하강하게 되는데, 상기 유, 수용성연무는 원추부의 내경이 하방향으로 갈수록 점차로 작아지게 되므로 회전 모우멘트 원리에 의해 선회속도 및 하강속도는 점차로 상승하게 된다.

이때, 유, 수용성연무는 밀도차이에 의하여 각각 다른 원심력을 받게 되므로 비교적 무거운 유, 수용성 미스트 및 수증기는 원추부의 내주벽을 타고 하강하여 수납되며, 이와 동시에 공기는 원추부의 최하단부에서 반전 상승운동을 시작하여, 보다 작은 회전 반경으로 회전 및 상승하게 된다.

본 발명의 싸이클론은 접선유입식이며, 집진효율은 아래공식을 참조한다.

η : 집진효율(％)

W(out) : 출구에서의 입자량(g)

W(in) : 입구에서의 입자량(g)

그리고 두 개의 싸이클론이 조합되어 있을 경우의 효율은 아래와 같다.

η(t)= η(1) +η(2){1 - η(1)/100}(％)

사이클론의 집진효율은 입자의 크기 및 밀도, 가스의 유속, 사이클론의 높이, 가스의 선회류수, 사이클론의 재질에 따라 다르며 각 요인들의 값이 클수록 집진효율도 증가한다.

본 발명의 포집장치에 의한 포집방법을 절차적으로 기술하면 다음과 같다.

도 6에 도시된 바와 같이, 흡입구의 입구에는 프리필터(pre-separator)가 설치되고, 프리필터의 후면에는 원심분리기가 설치되되, 상기 원심분리기는 나선형의 날개가 수직축주위로 형성된 것이다. 따라서 흡입구를 통해 흡입된 유수용성 미스트 및 수증기는 먼저 프리필터에서 걸러진 후 원심분리기를 통과할 때 원심력에 의해 공기와 분리된 후 하강하게 된다. 원심분리기 날개의 최상부 날개가 닿는 흡입구의 최상부는 포켓형상으로 내부로 접혀져 있으므로(도 15참조), 유수용성 미스트 및 수증기를 보다 효율적으로 차단할 수 있다.

그리고 원심분리기의 주위에는 동심원상으로 다수 개의 싸이클론이 설치된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 보통 8개 정도가 적정하며 싸이클론의 형상은 상광하협의 깔때기 형상을 가진다. 원심분리기를 통과한 유수용성 미스트 및 수증기는 상부의 수평차단벽에 의해 옆으로 방향을 향하게 되며 다시 수직차단벽에 의해 하부로 향하게 되면서 선회기류를 형성하게 되며, 다시 싸이클론의 상부에 형성된 닥트구멍을 통해 빠져나가게 된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 싸이클론에는 전체적으로 선회기류가 형성되며 이로 인하여 유수용성 미스트 및 수증기가 원심력에 의해 서로 엉키게 되며, 결국 비중이 작은 공기와 분리된 후 싸이클론 하부로 낙하하게 된다. 낙하된 유수용성 미스트 및 수증기는 싸이클론 측면에 형성된 배출구를 통해 빠져나가게 된다.

도 1은 종래의 미스트포집장치의 일부단면 사시도

도 2는 종래의 미스트포집장치의 전단면도

도 3은 도2의 가-가 단면도

도 4는 종래의 미스트포집장치의 반단면 사시도

도 5는 종래의 미스트포집장치의 또다른 형태의 단면도

도 6은 본 발명의 원심분리기 및 싸이클론이 설치된 미스트포집장치의 도면

도 7은 도 6의 A-A 단면도

도 8은 도 6의 B-B 단면도

도 9는 본 발명의 원심분리기 및 싸이클론이 설치된 미스트포집장치의 기능을 나타낸 설명도

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

A : 연무흡입부(1,2,7) B : 연무분리부(3,4,5,6)

C : 공기배출부(8) D : 액체배출부(10)

1 : 흡입구 2 : 임펠러

3 : 내부원통 4 : 스크류프로펠러

5 : 외부원통 6 : 안전필터

7 : 모터 8 : 공기배출구

9 : 포집액체 10 : 액체배출구

11 : 받침대 21 : 드럼필터

22 : 드럼 31 : 유수용성 연무

32 : 공기 39 : 원심분리기

40 : 싸이클론

Claims (1)

1. 기계가공시와 같은 산업현장에서 발생하는 유수용성 미스트 및 수증기를 포집하기 위하여, 전후면에 흡입구(1)와 공기배출구(8)가 형성되고, 하부에 액체배출공이 형성된 외부원통(5)과, 상기 외부원통(5)의 내부에 상기 외부원통(5)과 동심원 모양으로 설치된 내부원통(3)과, 상기 내부원통(3)의 전면에 설치된 임펠러(2)와, 상기 임펠러(2)의 후면부에 연결설치되고 내부원통(3)의 내부에 설치되어 상기 임펠러(2)를 구동하는 모터(7)로 구성되되, 상기 내부원통(3)의 원통외면에는 스크류프로펠러(4)가 다수 개 나선형으로 설치되며, 내부원통(3)과 모터(7)와의 사이에는 상기 내부원통(3)과 동심원 모양으로 원통형의 안전필터(6)가 설치된 산업용 유,수용성 연무제거장치에 있어서, 상기 내부원통(3)의 전면은 개구되어 흡입구(1)가 형성되고, 후면은 공기배출구(8)가 형성되되, 상기 흡입구(1)에는 원심분리기(39)가 설치되며, 원심분리기(39)의 주위에는 동심원상으로 다수 개의 싸이클론(40)이 설치되는 것을 특징으로 하는 미스트 포집장치.

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